300MW火力发电厂电气部分课程教学设计
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引言随着我国经济生产的迅速发展,电力系统的发展和负荷的增长迅速。
电力网容量的增大,电压等级和综合自动化水平也不断提高,某地原有变电所设备陈旧,占地较大,自动化程度不高,为满足该地区经济的持续发展和人民生活的需要,电网正在进行大规模的改造,对变电所的设计提出了更高、更新的要求。
本设计是针对该地区变电站的要求来进行配置的,它主要包括了四大部分,分别为电气主接线、短路电流的计算、电气设备的选择和厂用电的设计。
其中重点介绍了短路电流的计算和电气设备的选择,从最严重的的短路情况进行分析和计算,对不同的短路参数来进行不同种类设备的选。
内容全面简要,结构层次清晰,易于建立现代凝汽式火力发电厂,大量电气设备的各个环节的局部概念及其相互联系的总体概念,对该设计进行了理论分析,在理论上证实了发电厂的实际可行性,其效果达到了设计所预期的要求。
1 本设计的主要内容1.1 原始资料分析(1)发电厂建设规模类型:凝汽式火力发电厂;装机容量:装机2台,容量分别为300MW*2;年利用小时数为6000h/a;(2)电力负荷水平①220KV电压等级:架空线共5回,I级负荷,最大输送310MW,最大负荷利用小时数为6000h/a②110V电压等级,架空线共7回,I级负荷,最大输送230MW,最大负荷利用小时数为6000h/a。
ϕ③85cos=.0④厂用电率7%⑤备用:110KV 1回 220KV 1回(3)厂址特点及自然环境①当地年最高温度40℃,最低温度-20℃,最热月平均最高温度为32℃,最热月平均最低温度为25℃②地海拔高度为600M③气象条件无其它特殊要求。
1.2 设计任务(1)对原始资料进行分析完成发电厂电气主接线设计(2)厂用电设计(3)短路电流的计算(4)主要电气设备的选择(5)完成主接线图与设计说明书2 电气主接线设计2.1 电气主接线的基本要求(1)保证必要的供电可靠性和电能质量安全可靠是电力生产的首要任务,停电不仅使发电厂造成损失,而且对国民经济各部门带来的损失将更严重,往往比少发电能的损失大几十倍,至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响,更是难以估量。
发电厂电气部分教学设计一、教学目标本次课程的主要目标是让学生了解发电厂电气部分的基本知识,包括发电机、变压器、开关设备等的组成和原理、调试方法以及常见故障处理方法。
同时,通过理论讲解和实验操作,使学生掌握学习方法,培养其实践能力和创新思维。
二、教学内容1. 发电机•发电机的基本原理和组成结构;•发电机调速和电压调整的方法;•发电机的保护和维护。
2. 变压器•变压器的结构和原理;•变压器的选型;•变压器的保护和维护。
3. 开关设备•开关设备的种类和性能;•开关设备的选型;•开关设备的保护和维护。
4. 实践操作•发电机的调试;•变压器的调试;•开关设备的调试;•常见故障的诊断和处理。
三、教学方法1. 理论讲解通过PPT等多媒体手段进行讲解,介绍发电厂电气部分的基本概念和原理,带领学生了解相关知识点。
2. 实验操作在实验室中布置相应实验,让学生亲身参与调试和故障处理过程,增加其实践经验。
3. 课堂讨论集中讨论学生在实践操作中所遇到的问题,探讨解决方法,培养学生创新思维和沟通能力。
四、教学评估通过课堂测验、实验报告以及个人总结等形式进行考核,以评价学生对于知识掌握程度以及实践能力的提升。
五、教学资源•教材:《电力系统及自动化》(第二版),刘建友等编著,机械工业出版社;•实验室设备:发电机、变压器、开关设备等;•多媒体设备:课件、多媒体投影仪等。
六、教学建议由于发电厂电气部分涉及到具体设备和实践操作,建议课程的教学比重尽量倾向于实践操作,让学生充分参与其中。
同时,培养学生的创新思维能力和自学能力也是很重要的任务,可以通过提供实验报告和总结提交、设立讨论环节等方式实现。
目录第一章基本资料及设计任务 (4)1.1 基本资料 (4)1.2 设计任务与要求 (4)第二章电气主接线 (5)2.1 概述 (5)2.1.1 电气主接线设计的重要性 (5)2.1.2 电气主接线设计依据 (5)2.1.3 电气主接线的设计原则 (5)2.2 电气主接线的设计 (6)2.2.1 系统与负荷资料分析 (6)2.2.2 主接线方案的拟定 (7)2.3 变压器的选择与计算 (7)2.3.1 主变压器型式、容量和台数的确定原则 (7)2.3.2 联络变压器的确定原则 (8)2.3.3 变压器的选择与计算 (8)第三章短路电流的计算 (11)3.1 短路计算的条件 (11)3.1.1 基本假设 (11)3.1.2 一般规定 (11)3.2 短路电流的计算方法 (11)3.2.1 等值阻抗图及其化简 (12)3.2.2短路电流计算表 (16)第四章电气设备的选择 (17)4.1 电气设备选择的一般要求 (17)4.2 电气设备选择的一般原则 (17)4.2.1 按正常工作条件选择电器 (17)4.2.2 按短路状态校验 (18)4.2.3 按当地环境条件校核 (18)4.3 电气设备的选择 (19)4.3.1 断路器 (19)4.3.2 隔离开关 (20)4.3.3 电流互感器 (21)4.3.4 电压互感器 (23)第五章课程设计总结 (25)【参考文献】 (26)【附录】 (27)火力发电厂电气部分课程设计【摘要】电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产和消费系统。
本设计主要是针对于中、小型凝汽式的火力发电厂的一次部分而进行的。
它主要包括了四大部分,分别为发电机和变压器的选择、电气主接线的选择、短路电流的计算、主要电气设备的选择。
本设计从理论上证实了该发电厂的实际可行性,其效果达到了设计所预期的要求。
火力发电厂是电力系统的重要组成环节,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。
2×300MW发电厂设计目录1火力发电厂的电气一次设计 (1)1.1发电厂电气一次设计的内容 (1)1.2电气主接线设计 (2)1.3电气主接线的基本要求 (2)1.4 设计步骤 (3)1.5 电气主接线分析 (3)1.6 厂用电的设计 (4)1.7 厂用电负荷分类 (4)2变压器的选择 (5)2.1 主变压器台数的确定 (5)2.2 主变压器容量的确定 (5)2.3 变压器型式的选择 (5)2.4 联络变压器的选择 (6)3短路电流计算 (8)3.1 短路电流计算的目的 (8)3.2 短路计算 (8)3.3 短路电流计算条件 (11)4电气设备及母线的选择 (12)4.1 电气设备选择概述 (12)4.2 电气设备选择的一般原则 (12)4.3 断路器和隔离开关的选择 (12)4.4 110KV侧高压断路器的选择 (13)4.5 220KV侧高压断路器的选择 (15)4.6 110KV侧隔离开关的选择 (18)4.7 220KV侧隔离开关的选择 (20)4.8 电流互感器的选择 (22)4.9 220KV侧电流互感器的选择 (22)4.10 电压感器的选择 (23)参考文献 (24)附录Ⅰ设备选择表 (25)11火力发电厂的电气一次设计1.1发电厂电气一次设计的内容火力发电厂是一座发、变电设施。
它通过磨煤机、锅炉、汽轮机等设备将化学能转变为机械能,再通过发电机将机械能转变为电能,并由升压变压器将发电机出口电压升高后,经输电线路将电能输送到用户或电网中。
火力发电厂的电气设备可分为电气一次设备和电气二次设备。
通常把生产和输送、分配电能的设备称为一次设备。
包括:(1)生产和转换电能的设备:如发电机将机械能转变成电能,电动机将电能转变成机械能变压器使电压升高或降低,以满足输配电需要。
这些都是发电厂中最主要的设备;(2)接通或断开电路的开关电器:如:断路器、隔离开关、熔断器、接触器之类。
它们用于正常或事故时,将电路闭合或断开;(3)限制故障电流和防御过电压的电器:如避雷器;(4)接地装置:无论是电力系统中性点的工作接地还是保护人身安全的保护接地,均采用金属接地体埋入地中(或连成接地网)。
1. 发电厂情况装机四台,容量2 x 100MW ,2x50MW, 发电机额定电压10.5KV ,功率因数分别为cos φ=0.85,cos φ=0.8,机组年利用小时数4800h ,厂用电率7%,发电机主保护时间0.05s ,后备保护时间3.9s ,环境条件可不考虑。
2. 接入电力系统情况(1)、 10.5KV 电压等级最大负荷10MW ,最小负荷8MW ,cos φ=0.8,架空线路6回,二级负荷。
通过发电机出口断路器的最大短路电流:''40.2I KA = 238.6S I KA = 438.1S I KA =(2)、 剩余功率送入220KV 电力系统,,架空线路4回,系统容量1800MW ,通过并网断路器的最大短路电流:''17.6I KA = 216.5S I KA = 416.1S I KA = ,3、厂用电采用6kv 及380/220三级电压。
摘要随着高速发展的现代社会,电力工业在国民经济中的作用已为人所共知,其中发电厂在电力系统中起着重要的作用,它不仅影响国民经济其他部门的发展,同时,也影响着整个社会的进步。
电能是经济发展最重要的一种能源,火力发电在我国乃至全世界范围,其装机容量占总装机容量的70%左右,发电量占总发电量的80%左右。
由此可见,电能在我国的国民经济中担任着主力军的作用。
火力发电是我国乃至全世界范围内最主要的发电形式。
本次设计最重要的任务是一次系统中的接线形式、变压器形式的选择、母线的选择和校验及电气设备的选择;主变压器的继电保护,母线继电保护防雷规划,配电装置设计等主要内容。
设计本着使电力供应和传输安全可靠灵活经济的原则。
发电厂是电力系统的重要组成部分。
它直接影响整个电力系统的安全与经济。
发电厂的作用是将其他形式的能量转化成电能。
按能量转化形式大体分为火力发电厂,水力发电厂,核能发电厂,风力发电场。
考虑发电厂中的地位和作用,电力系统中的发电厂有大型主力发电厂,中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。
发电厂电气部分课程设计一、设计概述本课程设计旨在让学生了解发电厂的电气部分的基本原理和运行机制,为学生提供实践操作的机会,培养学生在电气工程领域的技能和能力。
通过本课程设计,学生将深入学习发电厂电气系统的设计、运行和故障排除。
二、设计目标1.理解发电厂的电气系统的组成和工作原理。
2.学习发电厂电气设备的选型、安装和调试。
3.掌握发电厂电气设备的运行维护和故障排除技巧。
4.能够进行发电厂电气系统的设计和改进。
三、设计内容本课程设计主要包括以下几个方面的内容:1. 发电厂电气系统的组成和工作原理•学习发电厂电气系统的组成和各部分设备的功能。
•了解发电厂电气系统的工作原理和工作过程。
•分析发电厂电气系统的运行特点和需求。
2. 发电厂电气设备的选型、安装和调试•学习发电厂电气设备的选型原则和方法。
•掌握发电厂电气设备的安装和调试技术。
•学习电气设备的运行参数调整和优化方法。
3. 发电厂电气设备的运行维护和故障排除•掌握发电厂电气设备的日常运行维护方法。
•学习电气设备的故障检修和故障排除技巧。
•了解电气设备的故障分析和预防措施。
4. 发电厂电气系统的设计和改进•学习发电厂电气系统的设计方法和原则。
•掌握电气系统的改进和升级技术。
•进行实际发电厂电气系统的设计和改进。
四、设计步骤1.学习发电厂电气系统的基本知识和原理。
2.进行发电厂电气设备的选型和配套计算。
3.编制电气系统的设计方案和施工图纸。
4.安装和调试电气设备。
5.进行电气系统的运行和维护。
6.掌握电气设备故障排除和分析方法。
7.对电气系统进行改进和优化。
五、设计要求1.设计文档需要使用Markdown文本格式进行编写。
2.文档字数不少于1200字。
3.图表和表格需要清晰明确,便于理解和演示。
4.设计步骤需要详细说明和解释,确保学生能够按照步骤进行实际操作。
六、评估方式根据学生对课程设计的实际操作和设计文档的质量,教师可以采用以下方式进行评估:1.实际操作评估:根据学生的实际操作表现和操作结果进行评估。
发电厂电气部分课程设计1.本文档旨在设计一门关于发电厂电气部分的课程,为电气工程学生提供必要的理论和实践知识,以便他们能够理解和应用于实际发电厂的电气设备和系统。
2. 课程目标•了解发电厂的基本原理和电气系统的组成•掌握电气设备的选择、安装和运行原理•掌握发电厂电气系统的故障诊断和维护技术•能够设计和优化发电厂的电气布置和传输系统3. 课程大纲3.1 发电厂基本原理和电气系统的组成•发电厂的分类和工作原理•发电机的结构和原理•变压器和开关设备的作用•电气系统的组成和互连3.2 电气设备的选择、安装和运行原理•发电机的选择和参数要求•变压器的选择和安装要求•开关设备的选择和运行原理•发电厂电气设备的布置和连接3.3 发电厂电气系统的故障诊断和维护技术•电气设备的故障类型和原因•故障诊断的方法和步骤•发电厂电气系统的维修和保养技术•安全措施和应急预案3.4 发电厂电气布置和传输系统的设计和优化•电气系统的布置和传输线路设计•电气系统的优化和改进方法•新型电气设备和技术的应用•发电厂电气系统的可靠性分析和优化4. 课程教学方法•理论讲授:通过教师的讲解,给学生提供课程所需的理论知识。
•实验实践:通过实验室实践,让学生亲自操作和实验,加深对电气设备和系统原理的理解。
•个人和小组项目:学生将进行个人或小组项目,例如发电厂布置和传输系统设计,以提高他们的实际应用能力。
5. 评估和考核•课堂测验:课堂小测验将用于检查学生对课程内容的理解和掌握情况。
•个人和小组项目:学生将提交个人和小组项目的报告和演示,以证明他们对课程所学知识的应用能力。
•期末考试:综合考核学生对整个课程的理解和掌握情况。
6. 参考资料•电气工程基础教材•发电厂电气设备和系统设计手册•电气设备运行和维护手册7.本课程设计致力于培养学生对发电厂电气部分的理解和应用能力。
通过理论教学、实验实践和项目设计,学生将获得充分的知识和技能,以应对发电厂电气系统设计、维护和优化的挑战。
300MW机组火力发电厂电气部分毕业设计论文目录摘要 (I)绪论 (1)第1章电力系统及其发电厂电气部分总述 (3)1.1 电力系统的构成 (3)1.2 对电力系统的基本要求 (3)1.3 发电厂电气部分概述 (4)第2章发电厂电气主接线选择 (6)2.1 概述 (6)2.2 电气主接线的设计依据 (6)2.3 主接线方案的拟定 (8)2.4 主接线方案的比较与选定 (9)第3章主变压器的选择 (10)3.1 主变压器的概述 (10)3.2 主变压器的选择 (10)3.3 主变压器的计算 (10)第4章短路电流的分析及计算 (12)4.1 短路电流计算分析 (12)第5章电气设备的选择及校验 (14)5.1 电气设备选择的原则 (14)5.2 电气设备的分析 (14)5.3 220KV母线侧高压断路器的选择及校验 (14)5.4 220KV母线侧隔离开关的选择及校验 (15)5.5 220KV母线侧电流互感器的选择 (16)5.6 220KV母线侧电压互感器的选择 (16)5.7 110KV母线侧高压断路器的选择及校验 (18)5.8 110KV母线侧隔离开关的选择及校验 (18)5.9 110KV母线侧电流互感器的选择 (19)5.10110KV母线侧电压互感器的选择 (19)第6章防雷保护规划 (21)6.1 雷电过电压的形成与危害 (21)6.2 防雷保护 (21)6.3避雷器的选择 (22)6.4防雷计算 (22)第7章展望 (26)致谢 (28)参考文献 (29)附录I短路电流计算 (30)绪论世界各国电力工业发展的经验告诉我们,电力系统愈大,调度运行就愈能合理和优化,经济效益就愈好,应变事故的能力就愈强。
所以很多发达国家的电力系统都已联合成统一的国家电力系统,甚至联合成跨国电力系统。
这可以说是现代电力工业发展的重要标志。
我国也必然要向这一方向发展由于负荷的不断增长和电源建设的发展,负荷和能量分布不均衡,将一个电力系统与邻近的电力系统互联,是历史发展的必然趋势。
发电厂电气部分第三版课程设计1. 前言本文档是发电厂电气部分第三版课程设计的具体实施计划。
这个课程的目的是为学生提供关于发电厂电气部分的基础知识,包括电力系统和电机控制等方面。
同时,本课程设计旨在培养学生解决实际问题的能力,提高其电气工程技能。
2. 课程设计背景为了更好地教学和培养电气工程技术人才,发电厂电气部分改进了课程教学计划,将第一版教学计划进行了修改和完善,形成了第三版发电厂电气部分课程设计。
本课程设计要求学生在理论学习的同时,积极参与实践,通过实际的项目设计,锻炼解决问题的能力,提高电气工程技能。
3. 课程设计目标•提高学生的电气工程知识水平,掌握电力系统和电机控制方面的基础理论和技能;•能够完成电气工程的实际设计和实施,培养工程实践能力;•提高学生解决实际问题的能力,提升创新意识。
4. 课程设计内容4.1 理论学习本课程设计的第一部分是理论学习,主要包括电力系统和电机控制两个方面。
其中,电力系统学习内容包括电力系统的构成、运行原理以及电力系统的维护和保护。
电机控制的学习内容包括电机的原理、特性和控制方法等。
4.2 课程实践本课程设计的第二部分是课程实践。
在实践的部分,学生需要掌握实际工程设计的方法和过程,具体包括以下内容:•了解某一发电厂的电力系统构成及电机控制方法;•实地调查该发电厂电力系统,制定相应的设计方案;•根据实际需求,设计发电厂电气系统的控制系统和保护系统;•通过实际操作,对发电厂电力系统进行优化和维护。
在课程实践中,学生需要完成如下任务:•制定整个电气系统设计方案,包括电力系统和电机控制方案;•组织小型发电机组的装配和调试;•通过实际操作,对发电机组进行优化和维护;•进行电气系统运行状态监测和分析,确保设备的正常运行。
5. 课程设计成果展示本课程设计的最终成果是学生通过实践设计出的电气系统设计方案和实际操作结果。
学生通过实践,切实提高了电气工程技能,培养了解决实际问题的能力。
发电厂电气部分教案一、教学目标1. 让学生了解发电厂的基本概念、分类和组成。
2. 使学生掌握火力发电厂和水电厂的电气部分的基本原理和主要设备。
3. 培养学生对发电厂电气部分的兴趣和好奇心,提高其分析和解决问题的能力。
二、教学内容1. 发电厂概述1.1 发电厂的概念1.2 发电厂的分类1.3 发电厂的组成2. 火力发电厂电气部分2.1 火力发电厂的基本原理2.2 火力发电厂的主要设备2.3 火力发电厂的电气主接线3. 水电厂电气部分3.1 水电厂的基本原理3.2 水电厂的主要设备3.3 水电厂的电气主接线三、教学方法1. 采用讲授法,讲解发电厂电气部分的基本概念、原理和设备。
2. 使用案例分析法,分析火力发电厂和水电厂的电气主接线实例。
3. 鼓励学生提问和参与讨论,提高学生的积极性和主动性。
1. 教材或教学资源:《发电厂电气部分》相关教材或教学资源。
2. 教学PPT:制作发电厂电气部分的教学PPT,包括图文并茂的内容和实例。
3. 教学设备:投影仪、计算机等教学设备。
五、教学评价1. 课堂问答:检查学生对发电厂电气部分的基本概念和原理的理解。
2. 课后作业:布置相关课后作业,巩固学生对发电厂电气部分的知识。
3. 小组讨论:评估学生在讨论中的表现,检查学生对发电厂电气部分的应用能力。
六、教学内容4. 发电厂电气设备的运行与维护4.1 发电厂电气设备的运行原理4.2 发电厂电气设备的维护方法4.3 发电厂电气设备的安全操作5. 发电厂电气系统的保护与控制5.1 发电厂电气系统的保护原理5.2 发电厂电气系统的控制方法5.3 发电厂电气系统的自动化技术七、教学方法1. 采用讲授法,讲解发电厂电气设备的运行与维护的基本原理和方法。
2. 使用案例分析法,分析发电厂电气设备的安全操作实例。
3. 鼓励学生提问和参与讨论,提高学生的积极性和主动性。
1. 教材或教学资源:《发电厂电气部分》相关教材或教学资源。
2. 教学PPT:制作发电厂电气设备的运行与维护的教学PPT,包括图文并茂的内容和实例。
发电厂电气部分课程设计一、引言本文档旨在设计一套发电厂电气部分课程,以帮助学生深入了解发电厂的电气设备及工作原理。
课程设计将分为以下几个部分:发电原理和发电机、输电与配电系统、电气控制与保护系统以及电气设备的维修与检修。
二、发电原理和发电机1.发电原理概述:讲解发电的基本原理和能量转换过程。
2.动力发电机:介绍各种动力源的应用、工作原理和特点。
3.发电机的组成和工作原理:详细讲解发电机的结构组成和工作原理。
4.发电机的参数和性能:阐述发电机的各种参数和性能指标,如额定功率、功率因数、效率等。
5.发电机调压与调速系统:讲解发电机的调压和调速机构、系统和方法。
三、输电与配电系统1.输电系统:介绍高压输电系统的概念、工作原理和设备,包括变压器、高压开关设备等。
2.配电系统:介绍低压配电系统的概念、工作原理和设备,包括低压开关设备、配电变压器等。
3.电力变压器:详细介绍电力变压器的结构、原理和分类。
4.配电设备的选择与布置:讲解配电设备的选择原则和布置方法。
四、电气控制与保护系统1.电气控制系统:介绍电气控制系统的组成、工作原理和常用控制方法。
2.电气保护系统:详细讲解电气保护系统的作用、分类和工作原理。
3.发电机保护:讲解发电机的各项保护功能和保护措施。
4.输电与配电系统的保护:介绍输电与配电系统常见的保护装置和保护控制策略。
五、电气设备的维修与检修1.电气设备的运行维护:介绍电气设备的运行维护方法和周期、注意事项等。
2.电气设备的故障诊断与检修:详细讲解电气设备故障的诊断方法和常见故障的检修步骤。
3.电气设备的安全操作:强调电气设备的安全操作规程和注意事项。
六、课程评估1.课程作业:设计一份与课程内容相关的实操作业,用于学生对所学知识的巩固。
2.课程考试:设计一套包含选择题、判断题和解答题的考试题目,用于综合评估学生对课程内容的掌握程度。
七、总结通过本课程设计,学生将全面了解发电厂的电气设备及其工作原理,掌握电气控制和保护系统的设计和运行,以及电气设备的维修与检修技术。
《发电厂电气部分课程设计》教学大纲课程名称:发电厂电气部分课程设计课程代号:02356040 学时数:1周学分数:1.0适用专业:电气工程及其自动化一、本课程的地位、任务和作用本课程是电气工程及其自动化专业(电力系统自动化方向)必修课程。
主要通过对某3-5台50-100MW机组的火力发电厂(或变电所)电气一次部分进行设计,使学生掌握发电厂电气设计的基本方法,深化学生对发电厂电气设备、高压配电装置的理解,培养学生分析、解决问题的能力和工程应用能力。
二、本课程的相关课程先修课程:电力系统分析、发电厂电气部分、电力系统继电保护三、本课程的基本内容和要求(一)基本内容1、电气主接线的设计;2、短路电流实用计算方法;3、电气设备选择方法;4、配电装置设计规划及选择;5、发电厂总平面布置。
6、电气工程图绘制7、撰写课程设计说明书。
(二)课程设计教学基本要求1、对某3-5台50-100MW机组的火力发电厂(或变电所)电气一次部分进行设计,掌握设计的基本方法与步骤。
2、要求会利用工程软件应用于设计中。
四、课程设计选题1、某110-220kV 地区变电所电气一次部分设计。
2、某300MW 凝汽式火力发电厂电气一次部分设计。
五、学时分配具体分配参见下表:六、成绩评定从以下三个方面考核。
1、现场考核:考察学生分析问题的能力和软件操作的熟练程度。
2、书面考核:考察课程设计报告的质量。
3、纪律考核:考察学生的组织纪律、出勤情况和工作态度等。
七、推荐教材和主要参考书:1、《发电厂电气部分课程设计参考资料》,黄纯华编,中国电力出版社。
2001 年出版;2、《电力系统稳态分析》(第二版),陈珩编,中国电力出版社,1995年出版;3、《电力系统暂态分析》(第三版),李光琦,西安交通大学,2002 年出版;4、《电力工程电气设计手册》,第一分册,六院合编,中国电力出版社。
注:关于变电所(站)变电所按其在系统中的作用和地位可分为一下几种:(一)系统枢纽变电站。
发电厂电气部分第二版教学设计
一、教学目标
本次教学的目标是掌握发电厂电气部分的基本概念、各种设备以及电气系统的结构及运行方式,理解电站的运作原理,能够完成电路分析和故障排除。
二、教学内容
1.发电厂电气系统的基本组成
2.发电机及其调节
3.变压器及其保护
4.电力线路及其故障分析
5.光伏电站和风电场的电气部分
三、教学方法
本次教学将采用多种教学方法:
1.讲授,对各个知识点进行详细的讲解和分析
2.互动式授课,通过提出问题、讨论等形式,深化学生的理解
3.实验,让学生亲自进行电路组装、故障排查等,加深对电气部分的实
际应用的理解
四、教学重点
1.发电机的调节和保护
2.变压器的保护和检修
3.电力线路的故障分析和排查
五、教学难点
1.电路分析及其实际应用
2.变压器的检修
3.电力系统中的电磁干扰问题
六、参考教材
1.电力系统分析基础
2.大型发电机及其控制
3.变压器检修与维护
4.智能电网与可再生能源
七、预期效果
经过本次教学,学生将了解到:
1.发电厂电气系统的基本组成和运行方式
2.电气系统中各种设备的结构、运作原理及其保护方法
3.光伏电站和风电场的电气部分实际应用及其优缺点
同时,学生还将通过实验和讨论,加深对电力系统的理解和应用能力。
4×300MW火力发电厂电气设计摘要由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。
电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分,也是构成电力系统的重要环节。
主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。
并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。
电能的使用已经渗透到社会、经济、生活的各个领域,而在我国电源结构中火电设备容量占总装机容量的75%。
本文是对配有4台300MW汽轮发电机的大型火电厂一次部分的初步设计,主要完成了电气主接线的设计。
包括电气主接线的形式的比较、选择;主变压器、启动/备用变压器和高压厂用变压器容量计算、台数和型号的选择;短路电流计算和高压电气设备的选择与校验; 并作了变压器保护。
关键词:发电厂;变压器;电力系统;继电保护;电气设备。
Electrical designof 800MW regional power plantAuthor:Tutor:AbstractBy the power generation, transformation, transmission and distribution of electricity and energy ponents, and other aspects of production and consumption systems. It is the function of the natural world through the power of primary energy into electrical energy power plant, then lost, transforming the system and distribution system will supply power to the load centers.Electrical wiring is the main power plant, electric substation designed first and foremost part of the power system is also constitute an important part. Determination of the main cable on the power system as a whole and power plants, substations to run its reliability, flexibility and economy are closely related. And choice of electrical equipment, power distribution equipment configuration, relay protection and control of the means to develop a greater impact. The use of power has infiltrated the social, economic, in all areas of life, and in the power structure of China's thermal power equipment capacity of the total installed capacity of 75%. This article is equipped with 4*300MW turbo-generator of large-scale thermal power plants a part of the preliminary design of the main pleted the main electrical wiring design. Including the electrical wiring of the main forms of parison, the choice; main transformer, the start / stand-by transformer and the high-voltage transformer factory with thecapacity of calculation, the number of models and options; short-circuit current calculation and high-voltage electrical equipment selection and validation; and made the protection of transformer .Key words: power plant; transformer; power system; relay; electrical equipment目录1 绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 原始资料 (1)1.3电力工业的发展概况...................... .. (2)2电气主接线设计 (4)2.1主接线概述 (4)2.1.1可靠性 (4)2.1.2灵活性................... .. (4)2.1.3经济性 (4)2.2对原始资料的分析 (4)2.3拟定可行的主接线方案 (4)2.3.1 确定变压器的台数及容量....... .. (4)2.3.2主接线方案 (5)2.3.3比较主接线方案 (6)3 厂用电的设计 (7)3.1 厂用电源选择 (7)3.1.1厂用电电压等级 (7)3.1.2 厂用电系统接地方式 (7)3.1.3厂用工作电源引接方式 (7)3.1.4厂用备用电源引接方式.... .. (7)3.1.5确定厂用电系统 (7)3.2 厂用主变选择 (7)3.2.1厂用电主变选择原则 (7)3.2.2确定厂用电主变容量 (7)4 短路电流计算 (9)4.1 短路计算目的 (9)4.2 短路电流计算条件 (9)4.2.1基本假定 (9)4.2.2一般规定 (9). - -4.3 短路电流分析 (10)4.3.1选取短路点 (10)4.3.2画等值网络图 (11)4.3.3 化简等值网络图 (12)4.3.4各短路点短路电流计算......................................... ..... .. (18)5 导体和电气设备的选择 (24)5.1 电气设备选择概述 (24)5.2 电气设备选择的一般原则 (24)5.3 电气设备选择的校验容.................................................. .. . (24)5.4 电气设备选择的技术条件 (25)5.5 电气设备选择汇总 (25)5.6 电气主接线 (25)6 配电装置的设计 (27)6.1 配电装置的选择原则 (27)6.2 配电装置的基本要求 (27)6.3 配电装置的设计............................................................... (27)6.3.1500kV配电装置 (27)6.3.2 6kV配电装置 (27)6.4 配电装置平面布置图 (27)结论 (33)参考文献 (34)致 (35)附录A 电气主接线图 (36). - -附录B 500KV配电装置布置图(a) (37)附录B 500KV配电装置布置图(b) (38)附录C 配电装置平面布置图 (39)附录D 继电保护配置图 (40)1 绪论1.1 课题背景由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
一、课程设计题目火力发电厂原则性热力系统拟定和计算二、课程设计目的进一步巩固本课程中所学到的专业理论,训练电厂工程师必备的专业技能,着重培养学生独立分析问题、解决问题的能力,以适应将来从事电力行业或非电力行业专业技术工作的实际需要。
三、课程设计要求1、熟练掌握发电厂原则性热力系统拟定和计算的方法、步骤;2、培养熟练查阅技术资料、获取和分析技术数据的能力;3、培养工程技术人员应有的严谨作风和认真负责的工作态度。
4、全部工作必须独立完成。
四、课程设计内容国产300MW汽轮机发电厂原则性热力系统拟定和计算(额定工况)(1)、原始资料A、制造厂提供的原始资料a、汽轮机型式和参数国产N300-16.18/550/550机组p0=16.18MPa, t0=550℃, pr1=3.58MPa, tr1=336.8℃,pr2=3.23MPa, tr2=550℃, pc=0.0051Mpab、回热系统参数注:各抽汽管压降取6%P;各加热器效率取0.98;下端差取8℃各轴封漏汽量(kg/h):Dsg1=5854(去H1)Dsg2=262.5(去H3)Dsg3=4509(去H4)Dsg4=2931.5(去H7)Dsg5=452(去C)Dsg6=508(去SG)各轴封漏汽焓(kJ/kg):hsg1=3383.7 hsg2=3508.6 hsg3=3228.8 hsg4=3290.5hsg5=2716.8 hsg6=2749.9c、锅炉型式和参数国产DG1000/16.67/555型亚临界中间再热自然循环汽包炉额定蒸发量1000t/h过热蒸汽参数psu=16.67MPa,tsu=555℃汽包压力pb=18.63Mpa给水温度tfw=260℃锅炉效率ηb=0.9127管道效率ηp=0.985B、其他已知数据汽机进汽节流损失0.02P0中压汽门节流损失0.02Pr2锅炉排污量D pw=0.01D b全厂汽水损失D L=0.01D b化学补充水压力0.39 Mpa,温度20℃机电效率ηmg=0.9924*0.987排污扩容器效率ηf=0.98排污扩容器压力P f=0.8(2)任务A、拟定发电厂原则性热力系统B、绘制发电厂原则性热力系统图C、发电厂原则性热力系统计算(额定工况)a、作汽轮机热力过程线b、作汽水参数表c、锅炉连续排污利用系统计算d、高加组计算e、除氧器计算f、低加组计算g、汽轮机汽耗量及各项汽水流量计算i、汽轮机功率校核j、热经济指标计算五、参考资料1、《热力发电厂》(2008),中国电力出版社,郑体宽主编2、《热力发电厂》(2004),中国电力出版社,叶涛主编3、《热力发电厂例题、习题、思考题部分》,西交大,武学素主编4、《热力发电厂课程设计》,中国电力出版社,黄新元主编5、水和水蒸汽表或者查表程序六、课程设计时间、地点、要求1、时间:2015年1月1日——1月9日2、课程设计结束时每位同学提交“课程设计说明书”。
四、设计题目及选题要求1. 发电厂情况装机四台,容量2 x 100MW ,2x50MW, 发电机额定电压10.5KV ,功率因数分别为cos φ=0.85,cos φ=0.8,机组年利用小时数4800h ,厂用电率7%,发电机主保护时间0.05s ,后备保护时间3.9s ,环境条件可不考虑。
2. 接入电力系统情况(1)、 10.5KV 电压等级最大负荷10MW ,最小负荷8MW ,cos φ=0.8,架空线路6回,二级负荷。
通过发电机出口断路器的最大短路电流:''40.2I KA = 238.6S I KA = 438.1S I KA =(2)、 剩余功率送入220KV 电力系统,,架空线路4回,系统容量1800MW ,通过并网断路器的最大短路电流:''17.6I KA = 216.5S I KA = 416.1S I KA = ,3、厂用电采用6kv 及380/220三级电压。
摘要本次设计最重要的任务是一次系统中的接线形式、变压器形式的选择、母线的选择和校验及电气设备的选择;主变压器的继电保护,母线继电保护防雷规划,配电装置设计等主要内容。
设计本着使电力供应和传输安全可靠灵活经济的原则。
发电厂是电力系统的重要组成部分。
它直接影响整个电力系统的安全与经济。
发电厂的作用是将其他形式的能量转化成电能。
按能量转化形式大体分为火力发电厂,水力发电厂,核能发电厂,风力发电场。
考虑发电厂中的地位和作用,电力系统中的发电厂有大型主力发电厂,中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。
无论是那种形式的电厂它们的电气部分设计的主要内容及基本思想都是相通的。
关键词:电力系统变电所变压器电气设备目录第1章绪论 (4)1.1 设计意义 (4)1.2 设计原则 (4)1.3 发电厂生产过程 (4)1.4 火力发电厂的电气一次设计 (5)第2章电气主接线设计 (7)2.1 电气主接线的基本要求和设计步骤 (7)2.2 电气主接线的基本要求 (7)第3章主接线方案的选择 (9)3.1 方案一:采用双母线接线 (9)3.2 方案二:采用双母线带旁路母线接线 (10)3.3 方案三:采用多角形接线 (10)3.4 方案比较及结论 (11)第4章电气设备的选择 (12)4.1 发电机组选择 (12)4.2 变压器选择 (12)4.3 断路器选择 (12)4.4 隔离开关选择 (13)4.5 电流互感器的选择 (14)第5章厂用变压器主接线设计 (16)5.1 厂用电接线要求 (16)5.2 厂用电接线的设计原则 (16)5.3 采用不设公用负荷母线接线 (17)结论 (18)参考文献 (19)附录 (20)第1章绪论在高速发展的现代社会中,电力工业在国民经济中有着重要作用,它不仅全面地影响国民经济其他部门的发展,同时也极大的影响人民的物质与文化生活水平的提高。
1.1 设计意义设计工作是工程建设的关键环节。
做好设计工作对工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益,起着决定性作用。
设计是工程建设的灵魂。
设计的基本任务是,在工程建设中贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策,做出切合实际、安全实用、技术先进、综合效益好的设计,有效的为电力建设服务。
1.2 设计原则(1)遵守国家的法律、法规,贯彻执行国家的经济建设方针、政策和基本建设程序,特别应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。
(2)要运用系统工程的方法从全局出发,正确处理中央与地方、工业与农业、城市与乡镇、近期与远期、技改与新建、生产与生活、安全与经济等方面的关系。
(3)要根据国家规范、标准与有关规定,结合工程的不同性质、要求,从实际情况出发,合理确定设计标准。
(4)要实行资源的综合利用,节约能源、水源,保护环境,节约用地等。
1.3 发电厂生产过程原煤从产地运进电厂后,先储入原煤仓,然后经输煤皮带送进原煤斗并落入磨煤机中,煤被磨成煤粉后,由煤粉机抽出,随同热空气经喷燃器送入锅炉的燃烧室内燃烧。
燃烧时产生的热量,一部分被燃烧室四周的水冷壁所吸收,一部分加热燃烧室顶部和烟道入口处的过热器中的蒸汽,其余的热量则被烟气携带穿过省煤器、空气预热器,继续把热量传给蒸汽、水和空气。
烟气经除尘器净化处理后,由引风机从烟囱排入大气。
燃烧时生成的灰渣和由除尘器收集下来的细灰,用水冲进冲灰沟排出厂外。
燃烧用的助燃空气,由送风机送入空气预热器加热,加热后的热空气一部分进入磨煤机用于干燥和输送煤粉,大部分热空气则进入燃烧室助燃。
水和蒸汽是将热能转换成机械能的主要物质。
经净化后的给水,先送入省煤器内预热,然后进入锅顶部的汽包内再降入水冷壁管中,待吸收了燃烧室的热能后蒸发成蒸汽,此蒸汽流经过热器时,进一步吸收烟气的热量而变为高温高压的过热蒸汽,然后经过主蒸汽管道进入汽轮机,进入汽轮机的热蒸汽在喷管里膨胀而高速冲动汽轮机的转子转动,将热能转换成机械能。
汽轮机带动转子旋转,将机械能转换成电能。
汽轮机内做功后的蒸汽,在冷凝器中被冷却凝结成水。
凝结水经除氧器除氧,再经加热器加热后,用给水泵重新送进省煤器预热。
上述过程循环往复,周而复始,发电厂便连续不断地生产出电能。
1.4 火力发电厂的电气一次设计火力发电厂是一座发、变电设施。
它通过磨煤机、锅炉、汽轮机等设备将化学能转变为机械能,再通过发电机将机械能转变为电能,并由升压变压器将发电机出口电压升高后,经输电线路将电能输送到用户或电网中。
火力发电厂的电气设备可分为电气一次设备和电气二次设备。
通常把生产和输送、分配电能的设备称为一次设备。
包括:(1)生产和转换电能的设备:如发电机将机械能转变成电能,电动机将电能转变成机械能变压器使电压升高或降低,以满足输配电需要。
这些都是发电厂中最主要的设备;(2)接通或断开电路的开关电器:如:断路器、隔离开关、熔断器、接触器之类。
它们用于正常或事故时,将电路闭合或断开;(3)限制故障电流和防御过电压的电器:如避雷器;(4)接地装置:无论是电力系统中性点的工作接地还是保护人身安全的保护接地,均采用金属接地体埋入地中(或连成接地网)。
(5)载流导体:如母线、电缆等,它们按设计的要求,将有关电气设备连接起来。
还有一些电气设备,是对上述设备进行测量、控制、监视和保护用的,称为二次设备,包括:(1)仪用互感器:如电压互感器和电流互感器,可将电路中的电压或电流降至较低的值,供给仪表和保护装置使用;(2)测量表计:如电压表、电流表、功率因数表等,用于测量电路中的参量值;(3)继电保护及自动装置:这些装置能迅速反映不正常情况并进行调节或作用于断路器跳闸,使故障切除;表示一次设备电气连接关系的高压电气回路称为一次回路。
在火力发电厂电气部分设计中,一次回路的设计是主体,它是保证供电可靠性、经济性和电能质量的关键,并直接影响着电气部分的投资。
同时,它与继电保护、自动装置和二次接线的设计有密切关系。
当火力发电厂接入电网时,它对于电力系统运行的安全性、稳定性和经济性也将发生直接影响。
一次回路设计需根据该地区的社会经济、动力资源、电网现状、电网远期规划、近区负荷和邻近电源情况进行;在设计中,必须严格遵守国家有关法律法规、方针政策,按照现行规程规范的要求进行;应积极慎重地推广国内外先进技术,因地制宜地采用新设备、新材料和新布置;必须从实际出发,按照需要与可能,近期与远期相结合的原则,合理布局。
电气一次部分设计,通常包括以下几方面的内容:(1)发电厂与电网的连接:根据地方的电力系统规划设计及发电厂接入系统设计,确定本发电厂的送电地区、输电电压等级、出线回路数目、输电容量,以及电网对本发电厂的运行方式、稳定措施等方面的要求;(2)电气主接线:论证、选定电气主接线;(3)厂用电系统:确定厂用电源的取得方式与厂用电电压等级,统计厂用电高低压负荷,选择高压、低压厂用变压器容量、台数,确定厂用电接线;(4)电气设备选择:计算短路电流,按照短路电流计算结果选择变压器、断路器、隔离开关和互感器等电气设备的型式、规格及有关技术参数;(5)设备布置:包括主厂房内、外的电气设备平面布置和升压站布置;(6)过电压保护和接地:选定主厂房及电气设备的过电压保护方式、保护设备型式、规格及其布置位置;计算接地电阻及敷设接地装置等。
第2章电气主接线设计2.1 电气主接线的基本要求和设计步骤发电厂和变电所电气主接线,是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路,也称为一次接线;它反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系,从而构成发电厂或变电所电气部分的主体。
电气主接线是保证出力,连续供电和电能质量的关键环节,它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择,它必须满足工作可靠、调度灵活、运行检修方便、且具有经济性和发展的可能性等基本要求。
发电厂和变电所电气主接线,是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路,也称为一次接线;它反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系,从而构成发电厂或变电所电气部分的主体。
电气主接线是保证出力,连续供电和电能质量的关键环节,它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择,它必须满足工作可靠、调度灵活、运行检修方便、且具有经济性和发展的可能性等基本要求。
2.2 电气主接线的基本要求(1)保证必要的供电可靠性和电能质量安全可靠是电力生产的首要任务,停电不仅使发电厂造成损失,而且对国民经济各部门带来的损失将更严重,往往比少发电能的价值大几十倍,至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响,更是难以估量。
因此,主接线的接线形式必须保证供电可靠。
[1]电压、频率和供电连续可靠,是表征电能质量的基本指标,主接线应在各种运行方式下都能满足这方面的要求。
(2)具有一定的灵活性和方便性主接线不仅正常运行时能安全可靠地供电,而且在系统故障或设备检修及故障时,也能适应调度的要求,并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式,使停电时间最短,影响范围最小。
(3)具有经济性在主接线设计时,在满足供电可靠的基础上,尽量使设备投资费和运行费为最少,注意节约占地面积和搬迁费用,在可能和允许条件下应采取一次设计,分期投资、投产,尽快发挥经济效益。
(4)具有发展和扩建的可能性在设计主接线时应留有余地,不仅要考虑最终接线的实现,同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。
电气主接线的一般设计步骤如下:(1)对设计依据和基础资料进行综合分析;(2)选择发电机台数和容量,拟定可能采用的主接线形式;(3)确定主变压器的台数和容量;(4)厂用电源的引接;(5)论证是否需要限制短路电流,并采取什么措施;(6)来的方案进行技术和经济综合比较,确定最佳主接线方案。